Hệ thống mới định vị và chụp hình vệ tinh không gian

Các nhà khoa học tại Đại học Carlos III de Madrid, viết tắt UC3M, ở Tây Ban Nha, vừa phát triển một hệ thống có khả năng tự động định vị và chụp hình các vệ tinh trong không gian. Công nghệ này kết hợp robot với tầm nhìn máy tính, mở ra cách tiếp cận mới cho việc quan sát, kiểm tra và hỗ trợ những thiết bị đang hoạt động ngoài quỹ đạo. Thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào thao tác điều khiển từ mặt đất, hệ thống có thể tự xác định mục tiêu, tính toán hướng tiếp cận và thực hiện nhiệm vụ theo chương trình cài đặt sẵn. Trung tâm của dự án là nguyên mẫu xe không gian mang tên ARISOV, phương tiện được các nhà nghiên cứu sử dụng để thử nghiệm khả năng tiếp cận vệ tinh. Nhóm phát triển đã xây dựng một thuật toán giúp ARISOV tự động định vị, sau đó chụp ảnh một vệ tinh bị hư hỏng trong môi trường không gian. Kết quả này cho thấy robot không gian có thể đảm nhận những nhiệm vụ vốn đòi hỏi con người theo dõi liên tục, đặc biệt khi mục tiêu ở rất xa và điều kiện vận hành phức tạp. Điểm đáng chú ý nằm ở việc toàn bộ hướng dẫn cùng mệnh lệnh điều khiển được cài đặt tự động, thay vì cần truyền từng thao tác riêng lẻ từ trung tâm mặt đất. Cách thiết kế này cho phép hệ thống được lập trình trước để phục vụ các nhiệm vụ tương lai, trong đó có việc tiếp cận những vệ tinh hư hỏng khác. Nếu được phát triển thêm, công nghệ cũng có thể hỗ trợ kéo dài thời gian hoạt động của các vệ tinh đang đối mặt với nguy cơ ngừng phục vụ. Để thực hiện nhiệm vụ, hệ thống sử dụng các thuật toán chuyển hướng dựa trên công nghệ tầm nhìn máy tính, giúp robot ước đoán vị trí và định hướng của vệ tinh mục tiêu. Những thuật toán này phân tích thông tin hình ảnh, rồi hỗ trợ xác định cách phương tiện phải di chuyển nhằm tiếp cận đúng đối tượng cần quan sát. Nhờ khả năng tự xử lý dữ liệu, ARISOV có thể giảm sự phụ thuộc vào các lệnh điều khiển liên tục, đồng thời tăng tính linh hoạt khi môi trường nhiệm vụ thay đổi. Trong trường hợp vệ tinh bị hư hỏng, việc xác định vị trí chính xác có ý nghĩa quan trọng trước khi robot tiến hành quan sát hoặc tiếp cận. Một sai lệch trong định hướng có thể khiến phương tiện bỏ lỡ mục tiêu, tiêu tốn thời gian vận hành và làm phức tạp thêm nhiệm vụ ngoài không gian. Hệ thống mới hướng tới việc giải quyết phần việc đó bằng cách kết hợp dữ liệu hình ảnh với thuật toán chuyển hướng, tạo quy trình tự động từ nhận diện đến chụp ảnh. Nhiệm vụ chụp hình không chỉ tạo ra hình ảnh về vệ tinh, mà còn có thể cung cấp thông tin cần thiết cho việc đánh giá tình trạng của thiết bị. Với các vệ tinh gặp trục trặc, hình ảnh từ khoảng cách phù hợp giúp nhóm vận hành có thêm cơ sở xem xét khả năng sửa chữa, hỗ trợ hoặc thực hiện phương án xử lý tiếp theo. Dù bài thử nghiệm tập trung vào nguyên mẫu ARISOV và một vệ tinh hư hỏng, nền tảng này được định hướng cho nhiều nhiệm vụ vệ tinh trong tương lai. Các nhà nghiên cứu tại UC3M hiện liên hệ với một công ty Tây Ban Nha để hợp tác triển khai ý tưởng kéo dài tuổi thọ cho những vệ tinh truyền thông. Mục tiêu được nêu ra là giúp các vệ tinh này tiếp tục phục vụ trong không gian trong thời gian lên tới 12 năm. Nếu hợp tác đạt tiến triển, công nghệ robot và tầm nhìn máy tính có thể góp phần giảm nhu cầu thay thế vệ tinh, đồng thời duy trì những dịch vụ truyền thông do chúng cung cấp. Dự án cho thấy tự động hóa đang mở rộng vai trò từ các nhiệm vụ dưới mặt đất sang những hoạt động đòi hỏi độ chính xác cao trong không gian. ARISOV cùng thuật toán định vị, chụp ảnh có thể trở thành nền tảng cho các hoạt động kiểm tra, hỗ trợ và kéo dài tuổi thọ vệ tinh trong những nhiệm vụ sau này. Từ một nguyên mẫu thử nghiệm tại UC3M, hướng phát triển này đặt robot tự hành vào vị trí đáng chú ý trong nỗ lực duy trì các hệ thống vệ tinh đang phục vụ con người.